(57)【要約】【課題】発光ダイオードから構成される照明ユニットを備えた撮像装置において、適切な予備発光を行なうことにより、本撮影時に適切な露出と配光が得られ、良好な仕上がりの画像が安定して得られる撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】発光ダイオードからなる照明ユニットと、発光ダイオードの発光を制御する発光制御手段とを有し、本撮影の為の発光ダイオードによる本発光前に、発光ダイオードを予備発光させる場合、発光制御手段は、発光ダイオードを定常光発光する様にした。【選択図】図３
2007135140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードからなる照明ユニットと、
前記発光ダイオードの発光を制御する発光制御手段と、を有し、
前記発光制御手段は、
前記発光ダイオードを発光させる時に定常光発光またはパルス発光での発光制御が可能であり、
前記照明ユニットの本撮影時発光条件を決定するために前記発光ダイオードを予備発光させる場合、
前記発光ダイオードを定常光発光することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記発光制御手段は、
前記本撮影時に前記発光ダイオードを発光させる場合、
前記予備発光した時に得られた被写体情報に基づいて、
定常光発光またはパルス発光のいずれかを選択し、発光制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記照明ユニットは、発光光軸と照射角が異なる複数の発光ダイオードを有し、
前記発光制御手段は、
前記本撮影時に前記発光ダイオードを発光させる場合、
前記予備発光した時に得られた被写体情報に基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から発光させるものを選択するとともに、選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、
該撮像装置から被写体までの距離を検出する距離検出手段と、
被写体の明るさを検出する測光手段と、を有し、
前記発光制御手段は、
前記距離検出手段により検出された前記撮像装置から被写体までの距離と前記測光手段により検出された被写体の明るさに基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から予備発光させるものを選択するとともに、選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記発光制御手段は、
前記距離検出手段により検出された前記撮像装置から被写体までの距離と前記測光手段が検出した被写体の明るさ、及び予備発光で取得した画像データに基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から本発光させるものを選択するとともに、
選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置は、
撮影画面における被写体の位置を検出する位置検出手段を有し、
前記発光制御手段は、前記位置検出手段により検出された被写体位置に関する情報に基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から本発光させるものを選択するとともに、
選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置は、
被写体の移動速度を検出する速度検出手段を有し、
前記発光制御手段は、前記速度検出手段により検出された被写体の速度に基づいて、
本発光に使用される発光ダイオードの発光時間を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記発光制御手段は、
前記複数の発光ダイオードを自動焦点調整を行う時の補助光源として使用する場合、
前記複数の発光ダイオードの中から発光させるものを選択するとともに、
選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像装置はコントラスト方式の自動焦点調整手段を有し、
前記予備発光中にコントラスト方式の自動焦点調整を行う場合、
前記自動焦点調整が終了するまで定常光発光制御することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、詳しくは調光性能の優れた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、銀塩写真フィルムの感度が向上してＩＳＯ感度８００乃至１６００といった高感度のフィルムが一般に入手し易くなってきたことや、デジタルカメラ等の電子カメラにおけるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に代表される撮像素子の高感度化により、被写体照明に従来のキセノン管を用いたフラッシュ装置の様な大光量が必ずしも必要でなくなってきた。
【０００３】
一方で、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；以下ＬＥＤと称する。）の発光輝度は近年目覚しく向上しており、撮像装置の照明用として使用可能なレベルになってきた。
【０００４】
また、ＬＥＤの点灯制御は、キセノン管を用いたフラッシュ装置の様な昇圧回路や大容量コンデンサ、トリガ回路等の構成を必要としないので、写真用照明装置としてＬＥＤを用いることにより、カメラの小型化やコストの低減、さらには省エネを実現することができる。
【０００５】
そこで、最近ではカメラ付き携帯電話において、撮像装置の照明用としてのＬＥＤ照明が実用化されており、近距離の撮影に使用可能である。また、デジタルカメラにおいては、ＬＥＤを用いた写真用照明装置が種々提案されている。
【０００６】
例えば、発光色の異なる複数のＬＥＤを照明用光源（フラッシュ）として用いる撮像装置において、露光時間内にこれらのＬＥＤを発光色毎に順次、パルス発光させる様にすることにより、フラッシュの高輝度化と使用するＬＥＤの長寿命化等を両立させることが可能な撮像装置の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−７３２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＣＣＤに代表される撮像素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置においては、フラッシュ撮影を行なう際、事前にフラッシュの予備発光を行う場合が多い。すなわち、フラッシュ光を発光させて撮像素子による記録用の画像を取得する撮影動作（以下、本撮影動作と称する。）を実行する直前に、フラッシュ光を予備的に発光させて（以下、予備発光と称する。）、撮像素子によって画像データを取得し、この画像データから本発光時の適正な発光量を算出し、本撮影動作を行うことで、適正な露出量の画像を取得できる様にしている。従来、フラッシュ装置の発光は、キセノン管の発光の性質上、予備発光も本撮影発光も、パルス発光制御していた。
【０００８】
ＬＥＤを用いた写真用照明装置においても、本撮影動作時のＬＥＤ発光量を精度よく決定する必要あるため、やはり予備発光することが考えられる。
【０００９】
前述の特許文献１に開示された技術は、露光時間内に発光色の異なる複数のＬＥＤを発光色毎に順次、パルス発光させることにより、フラッシュの高輝度化と使用ＬＥＤの長寿命化の両立を達成させるものであった。
【００１０】
しかしながら、本発光時の適正発光量を精度高く算出する為に、予備発光を適切に行なうことを示唆するものではなく、また、予備発光の結果に基づいて、複数のＬＥＤを適切に選択して発光制御するものではなかった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、発光ダイオードから構成される照明ユニットを備えた撮像装置において、適切な予備発光を行なうことにより、本撮影時に適切な露出と配光が得られ、良好な仕上がりの画像が安定して得られる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、下記の１乃至９いずれか１項に記載の発明によって達成される。
【００１３】
１．発光ダイオードからなる照明ユニットと、
前記発光ダイオードの発光を制御する発光制御手段と、を有し、
前記発光制御手段は、
前記発光ダイオードを発光させる時に定常光発光またはパルス発光での発光制御が可能であり、
前記照明ユニットの本撮影時発光条件を決定するために前記発光ダイオードを予備発光させる場合、
前記発光ダイオードを定常光発光することを特徴とする撮像装置。
【００１４】
２．前記発光制御手段は、
前記本撮影時に前記発光ダイオードを発光させる場合、
前記予備発光した時に得られた被写体情報に基づいて、
定常光発光またはパルス発光のいずれかを選択し、発光制御することを特徴とする前記１に記載の撮像装置。
【００１５】
３．前記照明ユニットは、発光光軸と照射角が異なる複数の発光ダイオードを有し、
前記発光制御手段は、
前記本撮影時に前記発光ダイオードを発光させる場合、
前記予備発光した時に得られた被写体情報に基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から発光させるものを選択するとともに、選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする前記１又は２に記載の撮像装置。
【００１６】
４．前記撮像装置は、
該撮像装置から被写体までの距離を検出する距離検出手段と、
被写体の明るさを検出する測光手段と、を有し、
前記発光制御手段は、
前記距離検出手段により検出された前記撮像装置から被写体までの距離と前記測光手段により検出された被写体の明るさに基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から予備発光させるものを選択するとともに、選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする前記３に記載の撮像装置。
【００１７】
５．前記発光制御手段は、
前記距離検出手段により検出された前記撮像装置から被写体までの距離と前記測光手段が検出した被写体の明るさ、及び予備発光で取得した画像データに基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から本発光させるものを選択するとともに、
選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする前記４に記載の撮像装置。
【００１８】
６．前記撮像装置は、
撮影画面における被写体の位置を検出する位置検出手段を有し、
前記発光制御手段は、前記位置検出手段により検出された被写体位置に関する情報に基づいて、
前記複数の発光ダイオードの中から本発光させるものを選択するとともに、
選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする前記３乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
【００１９】
７．前記撮像装置は、
被写体の移動速度を検出する速度検出手段を有し、
前記発光制御手段は、前記速度検出手段により検出された被写体の速度に基づいて、
本発光に使用される発光ダイオードの発光時間を制御することを特徴とする前記１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【００２０】
８．前記発光制御手段は、
前記複数の発光ダイオードを自動焦点調整を行う時の補助光源として使用する場合、
前記複数の発光ダイオードの中から発光させるものを選択するとともに、
選択された発光ダイオードの発光量を制御することを特徴とする前記３乃至７の何れか１項に記載の撮像装置。
【００２１】
９．前記撮像装置はコントラスト方式の自動焦点調整手段を有し、
前記予備発光中にコントラスト方式の自動焦点調整を行う場合、
前記自動焦点調整が終了するまで定常光発光制御することを特徴とする前記１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＬＥＤからなる照明ユニットを備えた撮像装置において、本撮影前にＬＥＤを予備発光させる際には、ＬＥＤを本撮影動作時よりも低い光量で長時間発光させる様にした。すなわち、予備発光の際には、従来の様に、瞬時にＬＥＤに大きな電流を流して強い光で発光（以下、パルス発光と称する。）させずに、所定の時間内にＬＥＤの定挌電流程度の直流電流を流して弱い光で発光（以下、定常光発光と称する。）させる様にした。したがって、ＣＣＤに代表される撮像素子を備えたデジタルカメラ等の撮像装置においては、予備発光時に被写体での反射光によって、ＣＣＤで光電変換して生成される信号電荷が飽和することなく、被写体の画像データを正確に得ることができる様になる。
【００２３】
また、本撮影動作時には、予備発光時に取得した画像データから得た被写体情報に基づいて、本撮影動作時の発光制御を、定常光制御かパルス発光制御かを選択する様にした。これにより、本撮影動作時の適正な露光量を得るための発光制御を可能にすることができる。
【００２４】
また、照明ユニットは、発光光軸と照射角が異なる複数のＬＥＤで構成し、予備発光時には、被写体距離、及び被写体の明るさに基づいて、複数のＬＥＤの中から発光させるものを選択するとともに、選択したＬＥＤの発光量を制御する様にしている。したがって、例えば、撮影レンズの光軸と照明ユニットの中心位置のずれによるパララックスの影響が無視できない様な近接撮影時には、撮影レンズの光軸方向を指向したＬＥＤを選択し、被写体の明るさに応じて適正な発光量で予備発光を適切に行なう様にすることにより、被写体の画像データを正確に得ることができる様になるので、本発光時の適正な発光量を精度高く算出できる様になる。
【００２５】
また、本発光時には、被写体距離と被写体の明るさ、及び予備発光で取得した画像データ等に基づいて、複数のＬＥＤの中から発光させるものを選択するとともに、選択したＬＥＤの発光量を制御する様にしている。したがって、被写体距離や被写体の明るさに係らず適正な露出の画像を安定して得ることができる様になる。
【００２６】
また、本発光時には、撮影画面内における主被写体位置に関する情報に基づいて、複数のＬＥＤの中から発光させるものを選択するとともに、選択したＬＥＤの発光量を制御する様にしている。したがって、例えば、人物の様な主被写体が撮影画面の周縁に位置する様な場合には、撮影画面の周縁を指向したＬＥＤを中心としてそれぞれのＬＥＤの発光量を制御することにより、主被写体に最適な配光を安定して得ることができる様になる。
【００２７】
また、本発光時には、主被写体の速度に基づいて、発光させるＬＥＤの発光時間を制御する様にしている。したがって被写体ぶれを抑制することができる様になる。
【００２８】
さらに、照明ユニットは、自動焦点調整時のＡＦ補助光として兼用され、複数のＬＥＤの中からＡＦ補助光として発光させるものを選択するとともに、選択したＬＥＤの発光量を制御する様にしている。したがって、自動焦点調整時に最適な明るさや配光が得られる様になる。また、装置の小型化、低コスト化を図ることができる様になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、重複する説明は省略する。
【００３０】
本発明に係る撮像装置の具体的な実施形態としては、デジタルカメラが代表的であるが、この他にカメラ付きの携帯電話機や、デジタルビデオカメラ等も含まれる。
【００３１】
最初に、図１を用いて、本発明に係る撮像装置の代表的な実施形態の１つであるデジタルカメラ１の外観を説明する。
【００３２】
図１（ａ）は、本発明に係るデジタルカメラ１の正面図、図１（ｂ）は、背面図である。
【００３３】
デジタルカメラ１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示素子）からなるＬＣＤモニタ１０７、光学ファインダー１０６、及びデジタルカメラ１を図示しないパーソナルコンピュータに接続する外部接続端子を有しており、後述するＣＣＤカラーエリアセンサ１５１（以下、ＣＣＤ１５１と略称する。）で取り込まれた画像信号に所定の信号処理を施し、撮影待機画像のＬＣＤモニタ１０７へのライブビュー表示や後述するメモリカード１７７等の記録媒体への画像記録、記録画像のＬＣＤモニタ１０７への再生表示、あるいはパーソナルコンピュータへの画像の転送といった処理を行う。
【００３４】
図１（ａ）に示す様に、デジタルカメラ１の上面には、シャッタボタン１０１、電源ボタン１０２が設けられている。シャッタボタン１０１は、押しストロークが２段階構成になっており、「半押し」によりＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ；自動焦点）制御、及びＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ；自動露出）制御が作動してＡＦ及びＡＥがロックされる。また、「半押し」から更に押し込む「全押し」の状態で撮影（記録用の撮影）が実行される。
【００３５】
デジタルカメラ１の正面には、撮影時に被写体を照明し、複数の発光ダイオードから構成される照明ユニット１０３が設けられている。照明ユニット１０３の詳細については後述する。また、デジタルカメラ１の正面には、ファインダ対物窓１０４、撮影レンズ窓１０５が設けれている。撮影レンズ窓１０５の内部には、図示しないズーム光学系からなるズームレンズ１１０や絞り／シャッタ１１２等が設けられている。
【００３６】
また、図１（ｂ）に示す様に、デジタルカメラ１の背面上部には、被写体光学像の視認を行う光学ファインダー１０６が設けられている。
【００３７】
また、デジタルカメラ１の背面中央部には、撮影待機画像のライブビュー表示や記録画像の再生表示、及び各種情報表示等を行うＬＣＤモニタ１０７が設けられている。また、ＬＣＤモニタ１０７の近傍には、各種設定を行うジョグダイアル（十字キー）１０８が設けられている。ジョグダイアル（十字キー）１０８はズーム操作ボタンも兼用している。
【００３８】
次に、デジタルカメラ１の制御系について図２を用いて説明する。図２は、本発明に係わるデジタルカメラ１の回路ブロック構成図である。
【００３９】
絞り／シャッタ１１２、フォーカス／ズームモータ１１１は、それぞれ絞り／シャッタ駆動回路１５７、フォーカス／ズームモータ駆動回路１５８を介して、カメラ制御ＣＰＵ１８２から送られてくる制御信号に従って動作する。
【００４０】
ＣＣＤ１５１は、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色透過フィルタをピクセル単位（画素単位）で市松模様状に配置させたカラーエリア撮像センサで、ズームレンズ１１０により結像された被写体光像を、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色成分の画像信号（各画素単位で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換するものである。
【００４１】
タイミングジェネレータ１５６は、後述の基準クロック発生部１７１から送信される基準クロックに基づいてＣＣＤ１５１の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ１５６で生成される駆動制御信号には、例えば、ＣＣＤ１５１における露出開始、及び終了タイミングを制御する積分開始／終了のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号が挙げられ、これらのクロック信号がＣＣＤ１５１に供給されるとＣＣＤ１５１では各クロック信号に対応した駆動制御が行われる。
【００４２】
信号処理回路１５２は、ＣＤＳ回路１５３、ＡＧＣ回路１５４より構成され、これらの構成部を介して画像信号に所定の処理が行われる。以下、信号処理回路１５２で行われる画像信号への所定の処理について説明する。
【００４３】
ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路１５３は、ＣＣＤ１５１から読み出された画像信号より読出し時に発生するノイズの低減や、ＯＢクランプ動作による暗ノイズの補正を行うものである。
【００４４】
ＡＧＣ（自動利得制御）回路１５４は、ＣＤＳ回路１５３で処理された画像信号のゲイン調整を行うものである。
【００４５】
この様に信号処理回路１５２は、ＣＣＤ１５１から読み出された画像信号に、アナログ信号処理を行うものである。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器１５５は、ＡＧＣ回路１５４から入力された画像信号を構成する各画素信号をデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器１５５は、基準クロック発生部１７１から入力されるＡ／Ｄ変換用クロックに基づき、アナログ信号の各画素信号を例えば１４ビットのデジタル信号に変換する。
【００４７】
この様に、ＣＣＤ１５１で読み出された画像信号は、信号処理回路１５２、及びＡ／Ｄ変換器１５５で所定の処理が施されて、デジタル画像信号に変換される。デジタル化された画像信号は、画像処理ＣＰＵ１６１に取り込まれて所定の処理が行われる。
【００４８】
画像処理ＣＰＵ１６１は、マイクロコンピュータからなり、デジタルカメラ１で行われる画像信号処理動作を統括的に制御するものである。以下、画像処理ＣＰＵ１６１で行われるデジタル画像信号への処理について説明する。
【００４９】
最初に、画像処理ＣＰＵ１６１に取り込まれた画像信号は、ＣＣＤ１５１から出力される画像信号の読出しに同期して画像メモリ１７５に書き込まれる。すなわち、画像処理ＣＰＵ１６１で行われる処理に使用されるデジタル画像信号は、画像メモリ１７５にいったん記録したものを画像メモリ１７５から取り出し、各ブロックにおける処理に使用される。
【００５０】
画像処理ＣＰＵ２６１は、図２に示す様に、例えば黒レベル補正部１６３、画素補間部１６４、解像度変換部１６５、ホワイトバランス制御部１６６、ガンマ補正部１６７、マトリックス演算部１６８、シェーディング補正部１６９、画像圧縮部１７０等からなる画像処理部１６２、及び基準クロック発生部１７１、主被写体検出部１７２等から構成され、画像処理部１６２は画像メモリ１７５より取り出したデジタル画像信号に周知の画像信号処理を施すものである。そして、これらの部位で所定の処理を施されたデジタル画像信号は、再度、画像メモリ１７５に格納される。
【００５１】
基準クロック発生部１７１は、デジタルカメラ１の駆動制御に使用される基準クロックを生成し、これを各回路に供給する回路である。本発明における基準クロックの具体例としては、タイミングジェネレータ１５６に使用される基準クロックや、Ａ／Ｄ変換器１５５に使用されるＡ／Ｄ変換用クロックなどが挙げられ、基準クロック発生部１７１でこれらのクロックを生成する。
【００５２】
主被写体検出部１７２は、撮影画面内における主被写体の位置を検出する。主被写体検出部１７２で行なわれる処理の詳細は、例えば、主被写体を人物とすると、取得した画像データより、人物の顔の色に相当する肌色のデータが配置されている座標を抽出し、人物の位置を特定する周知の画像処理方法に準じる。この様に、主被写体検出部１７２は、本発明に係る撮像装置における位置検出手段として機能する。
【００５３】
また、主被写体検出部１７２は、撮影画面内における主被写体の動く速さを検出する。主被写体検出部１７２で行なわれる処理の詳細は、例えば、所定の時間間隔を置いて取得した２つの画像データより、それぞれの画像のエッジを比較することにより動体の速さを検出する周知の画像処理方法に準じる。この様に、主被写体検出部１７２は、本発明に係る撮像装置における速度検出手段として機能する。
【００５４】
次に、ＬＣＤモニタ１０７は、ＣＣＤ１５１で取り込まれた撮影待機画像のライブビュー表示や記録画像の再生表示、及び各種情報表示等を行うものである。
【００５５】
ＬＣＤ駆動回路１８１は、画像処理ＣＰＵ１６１により画像メモリ１７５から読み出された画像信号を一時記憶するバッファメモリ（ＶＲＡＭ）を備えており、該画像信号をフィールド画像としてＬＣＤモニタ１０７に画像表示させる。
【００５６】
ＬＥＤ駆動回路１８３は、後述するカメラ制御ＣＰＵ１８２の制御に基づいて、後述する照明ユニット１０３内に設けられた複数のＬＥＤより必要なＬＥＤの選択や選択したＬＥＤの発光量を制御する。
【００５７】
次に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、マイクロコンピュータからなり、後述するスイッチ群１９１の各スイッチ操作に基づき、デジタルカメラ１を構成する各部材の駆動をシーケンシャルに制御してデジタルカメラ１の撮影動作を統括制御するものである。
【００５８】
また、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、ジョグダイアル（十字キー）１０８によるズーム操作信号に基づいて、フォーカス／ズームモータ駆動回路１５８の作動を制御し、フォーカス／ズームモータ１１１を駆動して、ズームレンズ１１０のズーム動作を行う。
【００５９】
また、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、デジタルカメラ１のＡＦ制御を行なう。具体的には、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、画像メモリ１７５に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測距エリアに関する画像データを読み出し、読み出した画像データのコントラスト検出により合焦位置を求める測距演算を行い、その結果に基づいてフォーカス／ズームモータ駆動回路１５８の作動を制御し、フォーカス／ズームモータ１１１を駆動して、ＡＦ制御を行う。
【００６０】
そして、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、例えばズーム動作やＡＦ動作によって調整されたズームレンズ１１０を構成する各レンズ群の停止位置情報より、被写体距離を検出する。この様に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、本発明に係る撮像装置における自動焦点調整手段、及び距離検出手段として機能する。
【００６１】
また、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、デジタルカメラ１のＡＥ制御を行なう。具体的には、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、画像メモリ１７５に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測光エリアに関する画像データを読み出し、読み出した測光エリアの画像データに基づいて、タイミングジェネレータ１５６、ＡＧＣ回路１５４、絞り／シャッタ駆動回路１５７の作動を制御し、デジタルカメラ１におけるＡＥ制御を行う。そして、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、ＡＥ制御動作時に、タイミングジェネレータ１５６で設定されたシャッタースピード値、ＡＧＣ回路１５４で設定された撮影感度値、絞り／シャッタ駆動回路１５７で設定された絞り値等に基づいて周知の露出制御式により、被写体の輝度（明るさ）を検出する。この様に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、本発明に係る撮像装置における測光手段として機能する。
【００６２】
そして、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、本撮影前の予備発光に際しては、前述の様にして検出した被写体距離や被写体の明るさに基づいて、後述する照明ユニット１０３内に設けられた複数のＬＥＤより必要なＬＥＤを選択し、選択したＬＥＤの発光量を制御して定常光発光させることにより、被写体の画像データを正確に得ることができる様にしているので、本発光時の適正な発光量を精度高く算出できる様になる。また、本発光に際しては、予備発光で取得した画像データや前述の様にして検出した主被写体位置情報等に基づいて、後述する照明ユニット１０３内に設けられた複数のＬＥＤより必要なＬＥＤを選択し、選択したＬＥＤの発光量を制御して定常光発光、またはパルス発光させることにより、被写体距離や被写体の明るさ、また画面内における主被写体位置に係らず適正な露出、及び主被写体に最適な配光の画像を安定して得ることができる様になる。この様に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、本発明に係る撮像装置における発光制御手段として機能する。カメラ制御ＣＰＵ１８２による照明ユニット１０３の制御の詳細については後述する。
【００６３】
この様に、デジタルカメラ１では、画像処理ＣＰＵ１６１においてＣＣＤ１５１より取り込まれた画像信号に前述の様な信号処理を行い、これらの処理を行った画像信号を画像メモリ１７５に記録する様になっている。
【００６４】
本発明に係るデジタルカメラ１は、スイッチ群１９１の各種操作スイッチで設定したモードの下でＣＣＤ１５１で取り込んだ画像信号を画像メモリ１７５に記録、あるいはＬＣＤモニタ１０７に表示する。
【００６５】
撮影待機状態では、画像信号が例えば１／３０秒毎等の所定間隔でＣＣＤ１５１より信号処理回路１５２、Ａ／Ｄ変換器１５５を経て画像処理ＣＰＵ１６１に取り込まれている。取り込まれた画像信号は、前述の様に、画像処理ＣＰＵ１６１中の画像処理部１６２の黒レベル補正部１６３からシェーディング補正部１６９にかけての部位で所定の信号処理が施され、その後、デジタル画像信号として画像メモリ１７５に記録される。そして、画像メモリ１７５に記録された画像信号を読み出し、読み出された画像信号をＬＣＤ駆動回路１８１を介してフィールド画像としてＬＣＤモニタ１０７でライブビュー画像を表示する。
【００６６】
また、画像記録時には、設定された記録解像度の画像とするために画像信号を画像処理ＣＰＵ１６１中の画像処理部１６２の画像圧縮部１７０で圧縮処理し、得られた圧縮画像はメモリカードドライバ１７６を介してメモリカード１７７に記録される。
【００６７】
再生時には、メモリカード１７７より読み出された画像信号は、画像処理ＣＰＵ１６１で所定の信号処理を施し、ＬＣＤ駆動回路１８１を介してＬＣＤモニタ１０７に表示する。
【００６８】
尚、図２中のスイッチ群１９１は、図１のシャッタボタン１０１、電源ボタン１０２、ジョグダイアルキー（十字キー）１０８等に対応するスイッチである。
【００６９】
ここで、照明ユニット１０３の詳細について図４用いて説明する。図４中Ａ部は、照明ユニット１０３に設けられた複数のＬＥＤの配列を示し、またＢ部は、各ＬＥＤの照射領域と撮影画角との関係を示し、Ｃ部は、マクロ用ＬＥＤの照射領域と撮影画角との関係を示す図である。
【００７０】
図４中Ａ部に示す様に、照明ユニット１０３は、照射角の異なる３種類のＬＥＤから構成される複数（この場合、１２個）のＬＥＤを備えている。照明ユニット１０３の略中央部に配置されたＬＥＤ５は、図４中Ｂ部に示す様に、照射角が狭く、発光光軸が画角の中心方向を指向し、照射領域Ａ５を照射する。また、ＬＥＤ５の周縁に配置されたＬＥＤ１乃至４、及びＬＥＤ６乃至９は、図４中Ｂ部に示す様に、ＬＥＤ５よりも若干広い照射角を持ち、発光光軸がそれぞれ画角の周縁を指向し、照射領域Ａ１乃至Ａ４、及びＡ６乃至Ａ９を照射する。さらに、照明ユニットの左端配置されたＬＥＤ１Ｍ乃至３Ｍは、図４中Ｃ部に示す様に、ＬＥＤ１乃至４、及びＬＥＤ６乃至９よりも広い照射角を持ち、発光光軸がズームレンズ１１０の光軸Ｌ方向を指向し、それぞれ画角の上部、中央部、下部に位置する照射領域ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３を照射する。
【００７１】
次に、この様な構成の照明ユニット１０３において、デジタルカメラ１で行なわれるＬＥＤの発光制御について説明する。
【００７２】
最初に、予備発光時に行なわれる発光制御について、図４を用いて説明する。
【００７３】
カメラ制御ＣＰＵ１８２は、例えば、検出した被写体距離が、通常距離（マクロ撮影時以外の被写体距離）の場合は、ＬＥＤ１乃至９を選択する。そして検出した被写体の明るさに基づいて、画角内全領域で均一な配光配光が行なえる様に、選択された各ＬＥＤの発光量を算出して定常光発光させる。一方、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、検出した被写体距離が、マクロ撮影時の様に、ズームレンズ１１０の光軸Ｌと照明ユニット１０３の中心位置のずれによるパララックスの影響が無視できないほど近接している場合には、ズームレンズ１１０の光軸Ｌ方向を指向したＬＥＤ１Ｍ乃至３Ｍを選択する。そして通常距離の場合と同様にして、選択したそれぞれのＬＥＤの適正な発光量を算出して、定常光発光させる。
【００７４】
ここでＬＥＤの駆動方法について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、定常光発光時のＬＥＤ駆動信号波形を示す模式図である。図３（ｂ）は、パルス発光時のＬＥＤ駆動信号波形を示す模式図である。定常光発光は、図３（ａ）に示す様に、所定時間内にＬＥＤをＬＥＤの定挌電流程度の直流電流で駆動させて発光させるものである。また、パルス発光は、図３（ｂ）に示す様に、大きな電流でＬＥＤを瞬時に駆動させることにより強い発光を行なうものである。本発明においては、予備発光時に従来の様なＬＥＤのパルス発光を行なわずに、定常光発光を行なう様にしている。したがって、予備発光時に被写体から強い反射光を発生させることがないので、ＣＣＤ１５１で光電変換により生成される信号電荷が飽和せず、正確な被写体の画像データが得られる。
【００７５】
この様に、本撮影前の予備発光に際し、発光制御手段であるカメラ制御ＣＰＵ１８２は、被写体距離に基づいて必要なＬＥＤを選択し、被写体の明るさに基づいて画角内全領域に均一な配光が行き渡る様に選択した各ＬＥＤの適正発光量を算出して定常光発光を行う様に制御している。したがって、被写体距離や被写体の明るさに係らず被写体の正確な画像データが得られ、本発光時の適正発光量を精度良く算出できる。また、必要なＬＥＤのみを発光させる様にしているので無駄な電力消費を抑制することができる様になる。
【００７６】
次に、本発光時に行なわれる発光制御について説明する。
【００７７】
カメラ制御ＣＰＵ１８２は、例えば、予備発光時に被写体距離に応じて選択したＬＥＤと同じＬＥＤを用い、検出した被写体距離、及び被写体の明るさ、及び予備発光で取得した画像データ等に基づいて、ＬＥＤの適正な発光量を算出して、定常光発光、またはパルス発光させる。この様にして、被写体距離や被写体の明るさに係らず適正な露出の画像を安定して得ることができる様になる。
【００７８】
カメラ制御ＣＰＵ１８２は、本発光時に主被写体検出部１７２により検出された主被写体位置情報に基づいて、複数のＬＥＤの中から必要なＬＥＤを選択し、選択されたＬＥＤの発光量を制御するものである。本発光時の発行制御を図５を用いて説明する。図５（ａ）は、人物が画面中央に位置する場合の配光特性を示す模式図である。図５（ｂ）は、人物が画面左端に位置する場合の配光特性を示す模式図である。
【００７９】
例えば、主被写体検出部１７２により、人物の様な主被写体が画面中央に位置することが検知された場合、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、図５（ａ）に示す様に、ＬＥＤ１乃至９を選択する。そして、選択したＬＥＤ１乃至９のうち人物が位置する画面中央の領域Ａ５を照射するＬＥＤ５の発光量を他のＬＥＤよりも強くする様に制御する。一方、主被写体検出部１７２により、主被写体が画面左端に位置することが検知された場合には、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、図５（ｂ）に示す様に、人物が位置する画面左端の領域Ａ４を照射するＬＥＤ４の発光量を他のＬＥＤよりも強くする様に制御する。
【００８０】
この様に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、人物の位置に応じて配光特性を制御することにより、人物の位置に係らず、いつも人物を中心とした適正な明るさの画像が得られる。
【００８１】
また、本発光時には、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、主被写体検出部１７２により検出された主被写体速度に基づいて、発光させるＬＥＤの発光時間を制御する。このことを図６で説明する。図６（ａ）は、動体撮影時において、ＬＥＤの発光時間が長い場合の撮影画像を示す模式図である。図６（ｂ）は、動体撮影時において、ＬＥＤの発光時間が短い場合の撮影画像を示す模式図である。
【００８２】
例えば、歩行中の人物の様に、動きのある主被写体の動く速さに対して、ＬＥＤの発光時間が長いと、撮影画像は、図６（ａ）に示す様に、人物の動きを捕らえてしまいぶれた画像になる。そこで、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、主被写体検出部１７２が検出した主被写体の速さが早い場合は、図６（ｂ）に示す様に、ＬＥＤの駆動電流を多くするとともに、発光時間を短くして発光する様に制御する。この時、発光量は図６（ａ）の時と等しくなる様にしている。この様に動きのある被写体を撮影する場合でも、ぶれの抑制が行なえて鮮明な画像を取得することができ。
【００８３】
また、本発明においては、照明ユニット１０３を、ＡＦ動作時のＡＦ補助光として兼用することも可能である。例えば、画像データのコントラスト検出により合焦位置を求める様なＡＦ方式に用いられるＡＦ補助光としては、通常、画面中央部に設けられた測距エリア内の被写体にコントラストがつく様に照明する必要がある。具体的には、図７を用いて説明する。図７は、照明ユニット１０３をＡＦ補助光として用いる場合の、配光を示す模式図である。
【００８４】
コントラスト検出により合焦位置を検出する場合は、合焦位置が検出されるまでＬＥＤを定常光発光させるようにする。
【００８５】
照明ユニット１０３をＡＦ補助光として用いる場合には、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、図７に示す様に、例えば、ＬＥＤ１、３、５、７、９を選択する。そして画面中央の測距エリアに該当する照射領域Ａ５を照射するＬＥＤ５の発光量を他のＬＥＤよりも強くする。この様にして、測距エリアの明るさを周辺よりも明るくして、コントラストが得易い様に配光特性を制御することにより、精度の高いＡＦ制御を行なうことができる様になる。
【００８６】
また、照明ユニット１０３を、ＡＦ補助光として兼用することができるので、部品点数の低減により装置の小型化や低コスト化を実現できる様になる。
【００８７】
次に、本発明におけるＬＥＤの発光制御の流れを、図８に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００８８】
最初に、撮像装置が撮影モードである時に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、シャッタボタン１０１が半押しされたかどうか検出し（ステップＳ１）、半押しを検出したらＬＥＤを定常光発光する（ステップＳ２）。この定常光発光中に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、フォーカスレンズを駆動しながらコントラストＡＦを実行し、合焦位置を検出するとレンズを停止してコントラストＡＦを終了する（ステップＳ３）。このあとカメラ制御ＣＰＵ１８２は、予備撮影を行い（ステップＳ４）、予備撮影で取得した画像データから、被写体情報（例えば、前述の被写体位置、被写体距離等）を検出する。あるいは、被写体情報としてコントラストＡＦ中の複数の画像データから被写体の移動速度を算出することもできる（ステップＳ５）。ここで、ＬＥＤの発光を終了する（ステップＳ６）。
【００８９】
次に、カメラ制御ＣＰＵ１８２は、予備撮影の画像データ、および、被写体情報から本撮影作時の発光条件を決定する（ステップＳ７）。カメラ制御ＣＰＵ１８２は、シャッタボタン１０１が全押しされると（ステップＳ８）、ＣＣＤ１５１の露光を開始し（ステップ０９）、上記で決定した本発光条件を判定し（ステップ１０）、例えば被写体距離が遠くて高輝度が必要な時や、被写体が移動していて短い時間での発光が必要な場合、パルス発光をする（ステップＳ１１）。あるいは、被写体距離が近すぎて、ＣＣＤが飽和してしまう可能性がある場合、定格電流より小さい値で定常光発光する（ステップＳ１２）。露光が終了したら（ステップＳ１３）、本撮像動作で得た画像データの画像処理を行い、メモリカード１７７に記録して（ステップＳ１４）、撮像動作が終了となる。
【００９０】
なお、コントラストＡＦ時に補助光が必要でない時は、レリーズボタンの半押し後すぐには予備発光せず、合焦後に予備発光を行い、予備撮像終了後に発光を停止すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの外観模式図である。
【図２】本発明に係るデジタルカメラの回路ブロック構成図である。
【図３】本発明に係る照明ユニットにおけるＬＥＤ駆動信号波形を示す模式図である。
【図４】本発明に係る照明ユニットのＬＥＤ配置図である。
【図５】本発明に係る照明ユニットの主被写体位置による配光を示す模式図である。
【図６】本発明に係る照明ユニットの主被写体速度によるＬＥＤ駆動信号波形を示す模式図である。
【図７】本発明に係る照明ユニットのＡＦ補助光としての配光を示す模式図である。
【図８】本発明に係るデジタルカメラにおけるＬＥＤ発光制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１  デジタルカメラ
１０１  シャッタボタン
１０２  電源ボタン
１０３  照明ユニット
１０４  ファインダ対物窓
１０５  撮影レンズ窓
１０６  光学ファインダー
１０７  ＬＣＤモニタ
１０８  ジョグダイアルキー（十字キー）
１１０  ズームレンズ
１１１  フォーカス／ズームモータ
１１２  絞り／シャッタ
１５１  ＣＣＤカラーエリアセンサ
１５２  信号処理回路
１５３  ＣＤＳ回路
１５４  ＡＧＣ回路
１５５  Ａ／Ｄ変換器
１５６  タイミングジェネレータ
１５７  絞り／シャッタ駆動回路
１５８  フォーカス／ズームモータ駆動回路
１６１  画像処理ＣＰＵ
１６２  画像処理部
１６３  黒レベル補正部
１６４  画素補完部
１６５  解像度変換部
１６６  ホワイトバランス制御部
１６７  ガンマ補正部
１６８  マトリックス演算部
１６９  シェーディング補正部
１７０  画像圧縮部
１７１  基準クロック発生部
１７２  主被写体検出部
１７５  画像メモリ
１７６  メモリカードドライバ
１７７  メモリカード
１７８  外部通信Ｉ／Ｆ
１８１  ＬＣＤ駆動回路
１８２  カメラ制御ＣＰＵ
１８３  ＬＥＤ駆動回路
１９１  スイッチ群（シャッタボタン他）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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